lunes, 17 de noviembre de 2014

Energy and Environment: ENSAYO II SEMESTRE DE 2014 MTA

Energy and Environment: ENSAYO II SEMESTRE DE 2014 MTA



Es
indiscutible que la producción de trabajo mecánico útil a partir de máquinas térmicas
ha sido esencial para el sostenimiento y expansión de cualquier proceso de industrialización.
En ese sentido, cuatro son los grandes paradigmas tecnológicos dentro del principio
termodinámico: la máquina alternativa de vapor, los motores de combustión interna
alternativos, las turbinas de vapor y las turbinas de gas. La trayectoria dibujada
por las primeras máquinas de vapor alcanzó su madurez en el siglo XIX y fue declinando
al tiempo que se desarrollaban –entre 1870 y 1914- la combustión interna alternativa
y las turbinas de vapor. La cuarta trayectoria, aunque hunde sus raíces en este
período, no comenzó a desplegarse realmente hasta la década de 1930, pues su extensión
dependió de la convergencia técnica con los avances de la metalurgia y la aeronáutica.
Lo cierto es que cada una de ellas abrió oportunidades tecnológicas e industriales.


El
motor de combustión interna enfrenta la problemática de carecer en un futuro de
la alimentación de combustible fósiles, especies encargadas de conformar la combustión,
sin esta pre-energía no podríamos genera el proceso de combustión dedicado a la
generación de potencia en una maquina térmica, otro aspecto en el presente de
este tipo de máquinas es los gases de combustion ya que al no lograrse una
combustion perfecta  se generan gases
contaminantes para el medio, por lo cual se han planteado nuevas tecnologías en
proceso de desarrollo que puedan suplantar la funcionalidad de un motor de
combustion interna.



Los
motores de combustión interna alternativos: La idea básica consistió en
sustituir el vapor como fluido de trabajo por una mezcla de gas inflamable y
aire de manera que se pudiera producir su combustión en el interior del cilindro
para generar la expansión capaz de producir el movimiento del pistón. Aunque algunos
se remontan a los ensayos de Papin para quemar pólvora dentro de un cilindro y generar
vacío, los antecedentes reales de este tipo de máquinas hay que buscarlos en
los motores de aire caliente diseñados por los ingleses Robert Stirling en
1816, George Cayley en 1837 y por el sueco John Ericsson a finales de la década
de 1850; y, sobre todo, en el motor de gas del belga Jean Joseph Etienne
Lenoir, que fue inventado en 1860 y que ya era una verdadera máquina de
combustión interna, aunque sin compresión previa. En 1824 Sadi Carnot había
desarrollado y publicado los principios teóricos de la termodinámica moderna y
en 1862 se registró en Francia una curiosa patente por parte del ingeniero
Alphonse Eugène Beau de Rochas que, aunque casi no tenía planos ni dio lugar a
ninguna máquina, describía en detalle la teoría del ciclo de cuatro tiempos y
la necesidad de la compresión previa. Pero serían los alemanes Nicolaus August
Otto y sus socios en la empresa Gasmotorenfabrik Deutz AG Eugene Langen,
Gottlieb Daimler y Wilhelm Maybach quienes, tras registrar en 1876 en varios
países una patente por una Máquina perfeccionada para gas, construyeran
y comenzaran la fabricación general del primer motor de combustión
interna alternativo de cuatro tiempos con compresión previa. Dos años
después el escocés Dugald Clerk ideó un motor de dos tiempos. El siguiente y
definitivo paso lo dio Rudolf Diesel (nacido en Francia pero hijo de padres
alemanes y formado en Alemania) quien en 1892 inventó y patentó un nuevo
motor que trataba de emular el ciclo descrito por Carnot, para lo que
tenía que mantener la temperatura constante en dos fases del ciclo y
evitar las pérdidas de calor en otras dos, lo que pretendía lograr con
un sistema de alimentación en el que primero comprimía solo el aire y
luego inyectaba el combustible, proceso en el que se auto inflamaba la mezcla y
con el que conseguía simultanear inyección y combustión. Aunque Diesel
comprendió pronto que no era factible conseguir el ciclo ideal de
Carnot, debido a irreversibilidades en los procesos de combustión, el
motor propuesto iba a permitir aumentar considerablemente el rendimiento
y orientar la tendencia ascendente de la trayectoria tecnológica de los
motores de combustión interna alternativos, fenómeno que se ha producido
durante gran parte del siglo XX hasta alcanzar la madurez.

Autor: Edberg Abel Antolinez Rivera
Codigo:2094119